Cálculo Estructural II

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1 Cálculo Estructural II (I.A.) Página 1 de 1 Programa de: Cálculo Estructural II UNIVERSIDAD NACIONAL DE CÓRDOBA Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales República Argentina Carrera: Ingeniería Aeronautica Escuela: Ingeniería Mecánica Aeronautica Departamento: Estructuras. Carácter: Obligatoria Código: Plan: Carga Horaria: 72 Semestre: Noveno Bloque: Tecnologías Aplicadas Puntos: 3 Hs. Semanales: 4,5 Año: Cuarto OBJETIVOS GENERALES. Completar la enseñanza de las teorías fundamentales relativas al Análisis Estructural y aplicar estas teorías a la resolución de los problemas que se presentan habitualmente en la Ingeniería Aeronáutica. Al finalizar el curso, el alumno debe ser capaz de resolver problemas de diseño estructural. Para ello debe conocer: a) Los distintos tipos de estructuras, su comportamiento y su modelación adecuada. b) Las cargas actuantes. c) Los modos de falla y los coeficientes de seguridad. d) Los criterios de las Normas e) Los métodos de Análisis Estructural y en especial los métodos numéricos utilizando computadora. OBJETIVOS PARTICULARES: 1. Desarrollar las ecuaciones fundamentales que gobiernan al sólido continuo y los criterios de falla. 2. Estudiar los problemas de estabilidad del equilibrio en estructuras de barras y láminas delgadas. 3. Desarrollar actitud para emplear métodos numéricos (por computadora) para resolver problemas concretos. 4. Analizar las características de estructuras y componentes mecánicos en materiales metálicos. Programa Sintético: 1. Teoría de la elasticidad y Criterios de falla 2. Teoría de placas 3. Inestabilidad estructural 4. Método de elementos finitos 5. Fatiga y Fractura 6. Casos especiales de vigas 7. Uniones. Programa Analítico: de foja 3 a foja 4. Programa Combinado de Examen: no corresponde). Bibliografía: de foja 5 a foja 5. Correlativas Obligatorias: Cálculo Estructural I Correlativas Aconsejadas: Rige: 2005 Aprobado HCD, Res.: Fecha: Modificado / Anulado / Sust. HCD Res.: Fecha: El Secretario Académico de la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales (UNC) certifica que el programa está aprobado por el (los) número(s) y fecha(s) que anteceden. Córdoba, / /. Carece de validez sin la certificación de la Secretaría Académica:

2 Cálculo Estructural II (I.A.) Página 2 de 2 LINEAMIENTOS GENERALES Cálculo Estructural II (I.A.) es una actividad curricular que pertenece al penúltimo año (octavo semestre) de la carrera de Ingeniería Aeronáutica. A través del cursado de la asignatura el alumno adquiere las competencias necesarias para diseñar y analizar estructuras de uso aeronáutico. Las actividades están orientadas a desarrollar aptitud para emplear métodos numéricos aproximados (por computadora) para resolver problemas concretos de la ingeniería aeronáutica. Se desarrollan actividades que preparan al alumno para enfrentar problemas de diseño estructural. Para ello debe conocer: i) los distintos tipos de estructuras, su comportamiento y su modelización adecuada, ii) las cargas actuantes iii) los modos de falla y los coeficientes de seguridad, iv) los criterios de las normas y v) los métodos de Análisis Estructural en especial los métodos numéricos utilizando computadora. Los objetivos generales de la asignatura son completar la enseñanza de las teorías fundamentales relativas al Análisis Estructural y aplicar estas teorías a la resolución de los problemas que se presentan habitualmente en la Ingeniería Aeronáutica. Al finalizar el curso, el alumno debe ser capaz de resolver problemas de diseño estructural. Para ello debe conocer: a) los distintos tipos de estructuras, su comportamiento y su modelación adecuada, b) las cargas actuantes, c) los modos de falla y los coeficientes de seguridad, d) los criterios de las Normas y e) los métodos de Análisis Estructural y en especial los métodos numéricos utilizando computadora. Los objetivos generales de la asignatura son: i) desarrollar las ecuaciones fundamentales que gobiernan al sólido continuo y los criterios de falla, ii) estudiar los problemas de estabilidad del equilibrio en estructuras de barras y láminas delgadas, iii) desarrollar actitud para emplear métodos numéricos (por computadora) para resolver problemas concretos y iv) analizar las características de estructuras y componentes mecánicos en materiales metálicos. METODOLOGIA DE ENSEÑANZA Las clases son de tipo teórico prácticas y consisten en exposiciones dialogadas del docente orientadas a desarrollar en los alumnos la capacidad de diseñar y analizar estructuras aeronáuticas. Durante las clases prácticos se realizan actividades que ayudan al estudiante a desarrollar habilidades para predimensionar estructuras, analizarlas y finalmente evaluarlas. Los ejemplos y las tareas que se proponen para la casa generalmente tienen un enfoque hacia actividades de proyecto y diseño. Las tareas que el alumno debe realizar en su casa tienen un sentido integral. El enunciado del problema se bosqueja en clase y luego cada alumno en forma individual debe precisar el enunciado como parte de la solución, buscar datos sobre los materiales a utilizar, dimensionar, verificar y dar conclusiones. Se da especial énfasis a la temática de la comunicación escrita en forma de informes conteniendo enunciado, desarrollo y conclusiones. Condiciones para la promoción de la materia EVALUACION 1.- Tener aprobadas las materias correlativas. 2.- Asistir al 80% de las clases. 3.- Presentar en término y aprobar el 80 % de los trabajos prácticos. 4.- Aprobar tres parciales. Se podrá recuperar un solo parcial. Los alumnos que cumplan los puntos 1, 2 y 3 y que hayan aprobado al menos uno de los parciales serán considerados regulares. Los demás estarán libres.

3 Cálculo Estructural II (I.A.) Página 3 de 3 CONTENIDOS TEMATICOS Unidad 1 - Ecuaciones fundamentales 1. Análisis de tensiones. Análisis de deformaciones 2. Ecuaciones constitutivas 3. Teoremas Energéticos Unidad 2 - Criterios de falla para tensiones combinadas 1. Criterios de falla de Rankine, Tresca, Von Mises y Mohr 2. Comparación de las distintas teorías 3. Tensión efectiva. Coeficiente de seguridad Unidad 3 - Teoría de placas en flexión 1. Hipótesis cinemáticas. Ecuaciones constitutivas 2. Esfuerzos resultantes. Ecuaciones de equilibrio 3. Soluciones analíticas y empíricas Unidad 4 - Método de elementos finitos 1 Generalidades. Desarrollo de un elemento para estados planos 2 Otros elementos finitos: Bibliotecas 3 Combinación de elementos: Mallas 4 Implementación del método. Ejemplos de aplicación Unidad 5 - Concentración de tensiones y fatiga 1. Factores de concentración de tensiones. 2. Concentración de tensiones. Fatiga. Tensiones combinadas fluctuantes. 3. Daño acumulado. Regla de Miner. Regla de Manson. 4. Introducción a la mecánica de fracturas. Unidad 6 - Teoría de segundo orden para elementos prismáticos 1. Ecuaciones de equilibrio en el sistema deformado. 2. Matriz de rigidez de una barra con carga axial 3. Estabilidad de los sistemas de barras. 4. Esfuerzos y tensiones en la teoría de 2do orden.

4 Cálculo Estructural II (I.A.) Página 4 de 4 Unidad 7 - Cargas críticas de placas 1 Ecuaciones básicas para pandeo de placas. 2 Formulación diferencial por el método de rigidez. 3 Cargas críticas para placas rectangulares. Pandeo de placas reales. 4 Placa ortótropa y placa sándwich. Unidad 8. Pandeo de cáscaras cilíndricas 1. Ecuaciones para cilindros delgados 2. Cargas críticas para cilindros. Pandeo de cilindros reales. 3. Límites inferiores. Criterios de diseño Unidad 9 - Pandeo local y global de elementos compuestos 1. Vigas y columnas de pared delgada. Vigas y columnas reticuladas. 2. Secciones delgadas. Sección compacta. 3. Sensibilidad a Imperfecciones. Columnas, placas y Cáscaras 4. Resistencia a flexión de vigas rectangulares de pared delgada. Unidad 10 - Vigas curvas. 1. Tensiones normales circunsferenciales y radiales. 2. Corrección de las tensiones. Factor de Bleich. 3. Codos con y sin presión interior. Unidad 11 - Vigas de pared delgada 1. Torsión de secciones cerradas de pared delgada. 2. Alabeo. Tensiones secundarias normales y de corte 3. Alabeo restringido. Ecuación general de la torsión. 4. Flujo de corte por corte. Centro de corte. Unidad 12 - Vigas compuestas. 1. Recubrimientos resistentes planos y curvos. 2. Elementos de alma de corte. Ancho de colaboración. 3. Campo de tensión diagonal. Viga Wagner. 4. Cálculo de cuadernas. Unidad 13. Uniones 1. Uniones soldadas. 2. Uniones remachadas. 3. Uniones pegadas.

5 Cálculo Estructural II (I.A.) Página 5 de 5 1. DISTRIBUCIÓN DE LA CARGA HORARIA ACTIVIDAD HORAS TEÓRICA 30 PRÁCTICA o FORMACIÓN EXPERIMENTAL o RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS 30 o ACTIVIDADES DE PROYECTO Y DISEÑO 12 TOTAL DE LA CARGA HORARIA 72 DEDICADAS POR EL ALUMNO FUERA DE CLASE ACTIVIDAD HORAS TEÓRICA 50 PRÁCTICA o FORMACIÓN EXPERIMENTAL o RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS 50 o ACTIVIDADES DE PROYECTO Y DISEÑO 20 TOTAL DE LA CARGA HORARIA BIBLIOGRAFIA A. Publicaciones de la Asociación Cooperadora del Departamento de Estructuras: Massa, Julio C. Mecánica del sólido continuo. Unidades 1, y 2.a. Massa, Julio C. Casos especiales de vigas. Unidad 2 (2b y 2c). Massa, Julio C. Estabilidad del equilibrio. Unidad 3. Giro, Juan. Método de elementos finitos. Unidad 4. Massa, Julio C. Fatiga y Fractura. Unidad 5. Giro, Juan. Cañerías. Unidad 6. Giro, Juan. Torres. Unidad 7. B. Libros. Boresi y Schmidt. Advanced Mechanics of Materials. John Wiley & Sons. 6 a Edición Shigley, Mischke y Budynas. Mechanical Engineering Design. McGraw Hill. 7 a Edición Brush y Almroth. Buckling of Bars, Plates and Shells. McGraw Hill Collins. Failure of Materials in Mechanical Design. John Wiley & Sons. 2 a Edición Cook y Young. Advanced Mechanics of Materials. McMillan Publising Co. 2 a Edición Young. Roark's formulas for stress and strain. McGraw-Hill. 6 a Edición Oñate. Cálculo de Estructuras por el Método de Elementos Finitos. Análisis Estático Lineal. CIMNE. 1995